Гематоэнцефалический барьер — безопасность метаболизма. Антибиотики проникающие через гематоэнцефалический барьер

Инфекция

Экономика фармации Организация Деятельности Аптеки

Полусинтетические лекарственные препараты получают на основе природных цефалоспоринов. 

Данные препараты обладают высокой активностью против грамположительной микрофлоры. Цефалоспорины первого поколения обладают устойчивостью к бета — лактамазам и большим числом точек приложения в бактериальной клетке.

Цефалексин цефазолин активны против стафилококков, стрептококков, пневмококков, данные антибиотики активны в отношении большинства штаммов менингококков, гонококков, возбудителей газовой гангрены, дифтерии, а также актиномицетов.

На грамотрицательную микрофлору препараты данного поколения действуют слабее. Они обладают бактериостатическим действием в отношении некоторых штаммов шигелл, сальмонелл, кишечной палочки и др.

К цефалоспоринам первого поколения первично резистентны энтерококки, синегнойная палочка, бактероиды, протей.

Данные препаратыприменяются при инфекциях верхних дыхательных путей (фарингит, тонзиллит), пневмонии, фурункулезе, отитах, перитоните, эндокардите, остеомиелите, раневых инфекциях, синуситах, инфицированных ожоговых ран, инфекциях мочевыводящих путей.

Цефалексин цефазолин плохо проникают через гематоэнцефалический барьер. Цефазолин не всасывается при приеме внутрь, в отличии от цефалексина.

Цефазолин отличается более высокой активностью и лучше других препаратов 1 поколения проникает в ткани. При острых системных инфекциях его вводят внутримышечно (или в вену) каждые 6-8 часов.

Цефалексин назначают внутрь в основном при инфекциях средней тяжести в виде капсул, таблеток, суспензии 4 раза в сутки. 

Препараты данного поколения эффективны в отношении тех же возбудителей, что и препараты первого поколения, но действуют слабее на грамположительных бактерий и имеют более широкий спект действия на граммположительных микроорганизмов.

Цефалоспорины 2 поколения применяются при инфекциях мочевыводящих путей, дыхательных путей, гонорее, отите и др. Цефаклор назначается внутрь в виде капсул 3 раза в сутки. Цефуроксим проникает через гематоэнцефалический барьер и назначается при менингитах, вызванных менингококками и гемофильной палочкой. Цефаклор вводят внутривенно с интервалами 8-12 часов.

Цефалоспорины 3 поколения отличаются высокой активностью в отношении большинства грамотрицательных бактерий. Цефоперазон и цефтазидим применяются и эффективны против синегнойной палочки.

По своему действию на стрептококки, стафилококки, энтерококки и на другую грамположительныую микрофлору, цефалоспорины 3 поколения уступают препаратам предыдущих поколений. Данная группа препаратов лучше, чем другие цефалоспорины проникают в ткани, в том числе через ГЭБ (кроме цефоперазона). 

Применяют цефалоспорины третьего поколения при менингите, пневмонии, инфекции мочевыводящих путей, горла, отитах, инфекциях носа, при сепсисе, эндокардите, инфекции костей и мягких тканей и т.д. Препараты применяются парентерально (внутривенно и внутримышечно). Цефтазидим и цефотаксим вводят внутримышечно  2-3 раза в сутки, цефоперазон и цефтриаксон — 1-2 раза в сутки.

Имеют наиболее широкий спектр действия по сравнению с предыдущими поколениями препаратов. К ним чувствительны грамотрицательная и грамположительная микрофлора, но данные антибиотики слабоактивны в отношении анаэробов.

Антибиотики хорошо проникают в органы и ткани организма, хуже проникают через ГЭБ, имеют высокую устойчивость к бета — лактамазам.

Цефалоспорины 4 поколения назначают при инфекциях дыхательных, мочевыводящих путей, хирургической инфекции, сепсисе.

Цефпиром вводят внутривенно, цефепим применяют внутривенно или внутримышечно каждые 12 часов.  

Похожие диссертации на Проницаемость гематоэнцефалического барьера для антибиотиков при нейроинфекциях и способы е# коррекции»

Исследователи смогли доставить в мозг мышей химиотерапевтические препараты, а также достаточно крупные молекулы.

Исследователи Корнелльского университета нашли, как пройти основной барьер мозга гематоэнцефалический (ГЭБ), препятствующий проникновению терапевтических средств в мозговые ткани. Прорывная методика позволит доставлять лекарственные препараты при различных воспалительных, нейродегенеративных и онкологических заболеваниях (тем более, при химиорезистентных формах рака) прямо в мозг.

На протяжении многих лет важнейшей задачей в лечении заболеваний мозга считалась безопасная доставка лекарственных препаратов через ГЭБ.

Дело в том, что барьер состоит из нескольких слоёв специализированных клеток эндотелиоцитов, из которых построена стенка сосуда, астроцитов (нейроглия), плотно окружающих сосуд своими отростками, и перицитов.

Все они находятся друг с другом в тесной взаимосвязи, обеспечивая плотный контакт и защищая мозг от нежелательных веществ. Эти клетки также выборочно могут разрешать доставку молекул, необходимых для нормального функционирования тканей мозга (аминокислоты, кислород, глюкоза и вода).

«Мы можем открывать ГЭБ на короткий промежуток времени, такой, чтобы успеть доставить лекарство в мозг, но при этом его не повредить.

Мы надеемся, что в будущем эта методика будет широко использоваться для лечения многих видов неврологических расстройств», говорит Маргарет Байно (Margaret S.

Bynoe), доцент кафедры микробиологии и иммунологии в Корнелльском колледже ветеринарной медицины и руководитель исследования.

Учёные смогли доставить в мозг мышей химиотерапевтические препараты, а также достаточно крупные молекулы, (например, антитела), которые связываются с амилоидными бляшками главной патофизиологической основой болезни Альцгеймера.

Чтобы проверить, может ли этот препарат одинаково эффективно работать и в человеческом мозге, исследователи лаборатории разработали модель ГЭБ, используя человеческие эндотелиальные клетки. Они обнаружили, что лексискан «вскрывает» сконструированный человеческий гематоэнцефалический барьер аналогично мышиному.

Байно и её докторант До-Гун Ким (Do-Geun Kim) обнаружили, что есть такой белок Р-гликопротеин, который экспрессируется на эндотелиальных клетках головного мозга и блокирует доставку в него большинства химических веществ.

Лексискан воздействует на один из видов аденозиновых рецепторов, находящихся в ГЭБ, активизируя рецепторные комплексы. Таким образом, экспрессия и активность Р-гликопротеина на эндотелиоцитах подавляется.

Препарат действует в качестве выключателя, который можно ставить в положение «ON» или «OFF» в зависимости от времени, обеспечивая должную степень безопасности для пациента.

«Мы обратили внимание на то, что подавление функции Р-гликопротеина совпадает с накоплением в тканях химиопрепарата как в мозге мышей, так и в человеческой модели ГЭБ. И эта концентрация лекарственного средства оказывалась значительной», говорит Байно.

Помимо своей роли сосудисто-мозгового «фейс-контроля» Р-гликопротеин также встречается во многих видах опухолей, делая их резистентными к химиотерапии.

«Этот вывод имеет серьёзное поле для деятельности, выходящее за рамки просто модуляции ГЭБ. В будущем, возможно, мы сможем управлять аденозиновыми рецепторами и регулировать активность Р-гликопротеина при лечении опухолевых процессов, устойчивых к химиотерапии», отмечает Байно.

Исследовательница также говорит, что поскольку лексискан одобренный FDA препарат, то его повсеместное использование в качестве «службы доставки» лекарств от таких патологий, как болезнь Альцгеймера, болезнь Паркинсона, аутизм, опухоли мозга, уже не за горами.

Еще одно преимущество препарата его естественный механизм действия, совершенно не требующий использовать никакие методики, связанные с модификацией генетического аппарата.

Оценка и способы коррекции кровопотери при липосакцииАгапов Константин Васильевич

Бинауральная синхронизация работы полушарий головного мозга как способ коррекции функционального состояния организма корабельных специалистовАсташко Сергей Эдуардович

Фармакологические способы коррекции двигательных нарушений при болезни Паркинсона (экспериментально-клиническое исследование)Катунина Елена Анатольевна

Особенности свободнорадикального окисления и жесткости сосудистой стенки у детей и подростков с ожирением, способы коррекции нарушений оксидативного статусаПолякова, Олеся Михайловна

Морфофункциональные изменения органов гомеостатического обеспечения при абиктиновой интоксикации и способы коррекцииЗайбель Ирина Александровна

Способы коррекции психоэмоционального состояния и болевой реакции пациентов при ортодонтическом леченииКиргизова Елена Соломоновна

Способы коррекции антиоксидантной защиты у больных ишемической болезнью сердца пожилого и старческого возрастаЯковлев Алексей Владимирович

Элементный статус подростков 15 — 18 лет с артериальной гипертонией и способы коррекции его нарушенийГришина Татьяна Романовна

Некоторые способы коррекции защитно-адаптационных реакций матери и плода при гипотонии беременныхФоминова Галина Владимировна

Внутричерепные гнойно-септические осложнения

Важным фактором предупреждения менингита является тщательная обработка ран головы и головного мозга.

При переломах основания черепа, осложненных назо- или отоликвореей, а также при подозрении на проникающую травму в целях профилактики парентерально назначают антибиотики и местно антисептики – интраназально и (или) в слуховой проход.

По нашим данным, эффективная схема местного лечения предусматривает применение 0,5-1% раствора диоксидина, обладающего широким спектром антимикробного воздействия.

Подобные манипуляции улучшают проникновение антисептика в придаточные пазухи носа. При назальной ликворее и повреждении придаточных пазух носа желудочный зонд для энтерального питания и интубационную трубку следует вводить не через нос, а через рот. Тем самым не создается затруднений для дренирования содержимого придаточных пазух в носоглотку и предупреждается проникновение инфекции в полость черепа.

С целью профилактики менингита парентерально используют антибиотики, проникающие через гематоэнцефалический барьер. По данным разных авторов, через него проходят лишь немногие антибактериальные средства.

К ним относятся пенициллин и полусинтетические пенициллины, рифампицин, хлорамфеникол (левомицетин), фторхинолоны и цефалоспорины 3-4-й генерации, ванкомицин.

К сожалению, в нейрореанимационный период ЧМТ диагностика и лечение менингита затруднены. Это связано с опасностью люмбальных пункций, выполнение которых может усугублять дислокационные процессы.

Даже минимальное выведение ликвора сопровождается последующим истечением спинномозговой жидкости через прокол твердой мозговой оболочки и нарушением ее опорной функции для отечного мозга.

Гематоэнцефалический барьер — безопасность метаболизма. Антибиотики проникающие через гематоэнцефалический барьер

Только при отсутствии компьютерно-томографических и клинических признаков аксиальной дислокации мозга проведение люмбальной пункции является возможным и безопасным. Цель ее выполнения — исследование ликвора при наличии признаков септического состояния.

При исследовании ликвора у больных с травматическими субарахноидальными кровоизлияниями могут быть сложности в интерпретации анализа ликвора.

https://www.youtube.com/watch?v=ytcopyrightru

У этих пациентов вместе с эритроцитами в спинномозговую жидкость попадают и другие составные части крови, в частности лейкоциты и белок.

В то же время концентрация белка и количество лейкоцитов могут быть увеличенным из-за воспалительных изменений в мозговых оболочках. В этих случаях для дифференциальной диагностики используют метод А.П.Фридмана.

Обычное отношение эритроцитов и лейкоцитов крови составляет 600–700 к 1. При менингите увеличивается число лейкоцитов, и это соотношение уменьшается. Дополнительным методом диагностики менингита является исследование уровня глюкозы в ликворе.

В норме величина гликоррахии (содержания глюкозы в ликворе) составляет примерно 50-75% от уровня гликемии. При наличии микроорганизмов в ликворе происходит потребление ими глюкозы и снижение ее концентрации в ликворе более чем наполовину от уровня в крови.

Если по клиническим данным и результатам исследования ликвора диагностируют менингит, то люмбальный канал становится одним из важнейших путей для введения антибиотиков.

Похожие диссертации на Проницаемость гематоэнцефалического барьера для антибиотиков при нейроинфекциях и способы е# коррекции»

Для определения содержания антибиотика в пробах ликвора, сыворотке крови, мышечной ткани, тканях головного и спинного мозга, периферических нервах использовали микробиологический метод в двух модификациях: диффузии в агар (Навашин СМ., Фомина И.П., 1982) и микрометод серийных разведений в жидкой питательной среде (Бадиков В.Д. с соавт., 1994).

Метод основан на сравнении степени угнетения роста тест-микроба антибиотиком, содержащимся в испытуемом материале, и стандартными растворами того же антибиотика с известной концентрацией (Левина Е.Н. с соавт., 1987). В качестве тест-культуры использовали культуру спорообразующей сенной палочки (Bacillus subtilis, штамм 6633), полученную из ГНИИСК им. Л.А.Тарасевича.

Первый метод основан на способности антибиотиков диффундировать в агар и подавлять рост засеянного тест-микроба, при этом диаметр зоны подавления роста зависит от концентрации антибиотика в исследуемых образцах биологического материала. Для постановки метода чашки Петри диаметром 90 мм с ровным плоским дном устанавливали на горизонтальном столике, отрегулированном по ватерпасу, и вносили 10 мл питательной среды для определения чувствительности бактерий к антибиотиком (АГВ).

После подсушивания среды чашки Петри засевали микробной суспензией в концентрации 50 000 000 микробных тел на 1 мл среды. Для определения концентрации антибиотиков в пробах ликвора и сыворотки крови на стерильные бумажные диски из фильтровальной бумаги «Filtrak» диаметром 6 мм с помощью микропипетки наносили 10 микролитров исследуемого образца.

Для определения концентрации антибиотика в пробах тканей (мышечной, тканях головного и спинного мозга, периферических нервах) образцы взвешивали на аналитических весах, гомогенизировали путем растирания в стерильной фарфоровой ступке. К растертому материалу добавляли 0,9% раствор хлорида натрия до получения 10-50% взвеси, перемешивали и наносили на стерильные бумажные диски по 10 мкл исследуемого материала.

Все образцы исследовали не менее чем в 3-5 параллельных пробах. Для построения калибровочных кривых на контрольные диски наносили по 10 мкл раствора антибиотика известной концентрации (10 дисков с растворами антибиотиков двукратно снижающихся концентраций). Способ построения калибровочных кривых нами модифицирован (рац. предл. №7478/4 и №7479/4).

Подсушенные диски переносили на поверхность засеянной тест-культурой среды АГВ. После 18-24-часовой инкубации в термостате при температуре 37 С проводили учет результатов. По данным, полученным в результате титрования стандартных растворов, строили калибровочные кривые, отражающие зависимость зоны задержки роста тест-микроба от концентрации антибиотика, а затем по полученным кривым определяли концентрации антибиотиков в исследуемой пробе с учетом объема образца, нанесенного на диск.

Для постановки микрометода серийных разведений в жидкой питательной среде использовали среду следующего состава: фосфатный буфер рН 7,6 -100 мл, хлористый натрий 2,5 г, феноловый красный 0,4%- 2 мл, воды дистиллированной до 500 мл. После стерилизации добавляли глюкозу из расчета 1- 2 г на 100 мл среды.

Питательную среду разливали по 0,05 мл в лунки стерильного планшета для иммунологических реакций. Исследуемую пробу вносили в объеме 0,05 мл в первую лунку, а затем титровали образец методом двукратных серийных разведений, используя микротитратор Такачи. Параллельно производили серийное разведение тестируемого антибиотика.

После этого в каждую лунку вносили 0,05 мл взвеси культуры Bacillus subtilis из расчета 1000-10000 микробных тел в 1 мл. Результаты учитывали после инкубации в термостате при температуре 37С в течение 18 часов. Для расчета концентрации антибиотика в исследуемой пробе наибольшее разведение исследуемого образца, задерживающего рост тест-микроба, умножали на наименьшую концентрацию исследуемого антибиотика в лунке с отсутствием роста. Полученная величина соответствовала концентрации антибиотика в 1 мл пробы.

Результаты выполненных лабораторных исследований и клинических наблюдений у каждого больного заносили в электронную базу данных на ПК IBM PC AT/Pentium 166 ММХ. Статистическую и математическую обработку результатов производили с использованием пакета прикладных программ Statisica 5.0 for Windows, StatSoft, а также с помощью табличного редактора Excel 7.

При расчете концентраций антибиотиков в образцах тканей использовали метод математического анализа — уравнения прямых, предложенный СЕ. Еси-повым с соавт. (1998).

Обработку результатов исследования проводили исходя из задач описания данных в группах, на основании непараметрических и параметрических методов статистики, показателей описательной статистики, а также методами корреляционного, дисперсионного и регрессионного анализа. Заключение о статистической значимости давалось при уровне вероятности ошибочного заключения Р не менее 0,05.

В настоящее время достаточно широкую популярность в клинической медицине приобрело использование в терапевтических целях внутрисосудистого лазерного низкоинтенсивного облучения крови различного спектра. Лазерное излучение оказывает сложное и разностороннее действие на организм человека. Его биологические эффекты определяются свойствами излучения с одной стороны и свойствами организма с другой.

Гематоэнцефалический барьер — безопасность метаболизма. Антибиотики проникающие через гематоэнцефалический барьер

Однако до сих пор отдельные механизмы действия лазерного излучения и ответные реакции на него организма человека в целом и в частности нервной системы остаются не изученными, сведения по ним разрозненны и крайне разноречивы, а исследования носят поисковый характер. Накопленный материал свидетельствует о положительном влиянии ВЛОК при терапии инфекционных процессов. А.В.

Марочков (1996) считает, что основную роль в возникновении терапевтического действия низкоинтенсивного лазерного излучения (НИЛИ) играют процессы первичной фотоакцепции и переноса энергии внутри фотоакцепторов с запуском специфических фотохимических реакций. Выделяют несколько основных эффектов действия лазерного облучения на организм.

https://www.youtube.com/watch?v=ytdevru

Так, рассматривая действие ВЛОК на течение гнойно-воспалительного процесса было установлено, что при этом наблюдается выраженный иммунокоррегирующий эффект, увеличивается естественная резистентность организма, что в частности проявляется ростом общего количества Т- и В-лимфоцитов, нормализацией их энергетического потенциала (Крюк А.С. и соавт.

, 1986, Деденко И.К., 1989, Шевченко Ю.Л. и соавт., 1996 и другие). Ряд авторов считают, что воздействие НИЛИ на организм в первую очередь реализуется за счет взаимодействия лазерного излучения с системой крови и ее компонентами, в частности эритроцитами (Гуща А.Л. с соавт., 1988). Считается, что последние обладают специфическими фотоакцепторными системами, которые активно взаимодействуют с красным светом.

Важную роль при этом играет увеличение насыщения гемоглобина кислородом с ускоренным образованием оксигемоглобина, повышение уровня парциального давления кислорода в артериальной крови. Было обнаружено, что под воздействием НИЛИ различные мембранные образования клеток, в частности нейронов, могут подвергаться конформационным изменениям, что ведет к усилению пластических процессов, активации транспортных систем клетки.

БЛОК обладает выраженным противовоспалительным действием (Яицкий Н.А. с соавт., 1996). Под его воздействием наблюдается улучшение проницаемости ГГБ, значительно усиливается микроциркуляция, что в частности проявляется снижением вязкости крови, торможением агрегации тромбоцитов, активацией фибринолитических систем, торможением системы гемокоагуляции, усилением функционирования естественных анастомозов (Пронин В.И. с соавт.

Гематоэнцефалический барьер — безопасность метаболизма. Антибиотики проникающие через гематоэнцефалический барьер

Нами в эксперименте проведено изучение воздействия БЛОК на проницаемость ГЭБ для ряда антибиотиков — ампициллина, гентамицина, цефазоли-на, цефотаксима, меропенема. При этом определены абсолютные концентрации препаратов в крови, ликворе, образцах тканей головного и спинного мозга при изолированном введении антибиотиков и в комбинации с БЛОК. Рассчитаны коэффициенты проницаемости в группах.

Биология и медицина

Выбор антибактериального препарата в значительной степени зависит от локализации инфекционного очага.

При менингите препарат должен проникать через гематоэнцефалический барьер и обладать бактерицидным действием, так как фагоцитов и опсонинов в очаге инфекции относительно мало.

Часто назначают хлорамфеникол , который обладает бактерицидным действием на большинство возбудителей менингита ( Neisseria meningitidis , Streptococcus pneumoniae , Haemophilus influenzae , но не на энтеробактерии ), хорошо растворяется в липидах и поэтому проходит через гематоэнцефалический барьер.

Возбудители инфекционного эндокардита , находящиеся внутри вегетации, также защищены от иммунных факторов макроорганизма. При этом заболевании требуется длительное в/в введение бактерицидных препаратов, причем их сывороточная концентрация должна не менее чем в 8 раз превышать МБК .

При остеомиелите опсонины и фагоциты плохо проникают в очаг инфекции; кроме того, в костных секвестрах, лишенных кровоснабжения, бактерии недоступны действию защитных факторов макроорганизма.

Хронический простатит исключительно плохо поддается лечению из-за того, что большинство антибактериальных средств не проходят через лишенные фенестр капилляры предстательной железы, особенно если нет острого воспаления. Только триметоприм и фторхинолоны , хорошо проникающие в ткань, эффективны при хроническом простатите.

Антибактериальные препараты плохо проникают и в абсцессы . Кроме того, там они частично инактивируются из-за кислой среды и разрушаются гидролизующими ферментами.

Гематоэнцефалический барьер — безопасность метаболизма. Антибиотики проникающие через гематоэнцефалический барьер

Наоборот, инфекция мочевых путей , особенно если она ограничивается циститом , поддается лечению относительно легко, так как в моче концентрация большинства антибактериальных препаратов выше, чем в крови.

Чувствительность бактерий к мочевым антисептикам ( нитрофурантоину и метенамину ) определяют исходя из концентрации препаратов в моче.

Ссылки:

  • АНТИБАКТЕРИАЛЬНАЯ ТЕРАПИЯ: ОСНОВНЫЕ ПРИНЦИПЫ

Структура

В процессе развития организма отмечается совершенствование ГЭБ. Для поляризованных небольших молекул, к примеру, сахарозы и инулина, проницаемость гематоэнцефалического барьера у новорожденного и эмбриона существенно выше, чем у взрослых. Аналогичный эффект обнаружен и для ионов. Прохождение инсулина и аминокислот сквозь гематоэнцефалический барьер значительно ускорено.

Каково строение гематоэнцефалического барьера? В качестве основного элемента выступают эндотелиальные клетки. Гематоэнцефалический барьер включает в себя также астроциты и перициты. В церебральных сосудах присутствуют плотные контакты между эндотелиальными клетками. Промежутки между элементами ГЭБ меньше, чем в прочих тканях организма.

Несмотря на многочисленные и разносторонние исследования проблема ГЭБ до сих пор является одной из наиболее сложных и спорных в клинической неврологии (Цветанова Е.М., 1986; Борисенко С.А., Буров Ю.В., 1986). Остается значительное количество нерешенных вопросов и среди них такие, как разработка эффективных методов направленного изменения проникновения в мозг вводимых извне веществ в сторону как их увеличения, так и уменьшения.

Необходимо отметить, что на подавляющее большинство вопросов, связанных с лечением инфекционных заболеваний нервной системы, нельзя найти ответа без понимания роли ГЭБ.

Впервые наличие преграды на пути проникновения веществ из крови в ткани ЦНС, на примере кислых красителей, обнаружил P. Ehrlich в 1885 году. В 1913 году Е.Е. Goldman экспериментально доказал наличие ГЭБ, проведя ряд опытов по проникновению в головной мозг кислого полуколлоидного красителя трипанового синего.

Антибиотики проникающие через гематоэнцефалический барьер

Термин гематоэнцефалический барьер был предложен L. Stern и R. Gautier в 1921 году. В дальнейшем систематическое изучение барьерных механизмов в ЦНС различными учеными привело к созданию концепции ГЭБ, претерпевшей значительные изменения по мере накопления научных фактов о характеристике структуры и различных сторон функциональной деятельности барьера.

Согласно современным представлениям, ГЭБ является сложной динамической структурно-функциональной саморегулирующей системой, состояние которой зависит от потребностей нервных клеток и уровня метаболических процессов не только в мозге, но и в других органах и тканях организма (Кассиль Г.Н., 1986; Майзелис М.Я., 1986; Луцевич А. Н. с соавт., 1991; Dobbing J., 1981; Bradbury M.W., 1993).

Защитная функция ГЭБ заключается в предупреждении проникновения в ткани центральной нервной системы и воздействия на них веществ, чужеродных мозгу. Эта функция проявляется при любом патологическом процессе, так как всегда существует и в нормальных условиях. Это обусловлено тем, что среди веществ, в норме циркулирующих в кровеносном русле, только часть необходима для полноценной работы мозга. Остальные вещества физиологически не подходят тканям центральной нервной системы. Поэтому и создается необходимость их отбора (Кассиль Г.Н., 1963).

В основе регулирующей функции ГЭБ находится физиологически адекватная проницаемость. Долгое время считали, что ГЭБ не пропускает наиболее крупные, чужеродные для мозга молекулы, а небольшие химические соединения свободно проходят через него. Однако сейчас установлено, что действие ГЭБ намного сложнее.

Он осуществляет контроль не по размерам молекул, а по принципу их безопасности и полезности, допуская только те вещества и только в тех концентрациях, которые необходимы в данный момент для нормального, полноценного функционирования клеток ЦНС, поддержания их пластического и энергетического потенциала (Голдстейн Г.У., Бец А.Л., 1986, Крыжановский Г.Н., 1997).

Таким образом, роль ГЭБ состоит в обеспечении относительного постоянства состава и свойств непосредственной среды мозга, защите его от воздействия токсических факторов, создания наиболее благоприятных условий для функционирования нервных клеток (Кассиль Г.Н., 1977, Росин Я.А., 1977, Газенко О. Г., 1981, Schlosshauer В., 1993).

https://www.youtube.com/watch?v=ytpressru

В настоящее время считается, что в ЦНС существуют несколько барьерных образований. Кроме собственно ГЭБ, некоторые авторы выделяют гемато-ликворный барьер (ГЛБ), ликвороэнцефалический барьер (ЛЭБ) и ряд других барьерных механизмов, имеющих свои морфо-функциональные особенности (Добровольский Г.Ф., 1982; Одинак М.М. с соавт., 2000; Dybkowska К. et al., 1997; Kearney В.Р., Aweeka F.T., 1999).

ГЭБ целесообразно понимать всю совокупность барьерных механизмов существующих в ЦНС.

Гематоэнцефалический барьер — безопасность метаболизма. Антибиотики проникающие через гематоэнцефалический барьер

К структурным элементам ГЭБ большинство исследователей относят эндотелий капилляров, их базальную мембрану, астроцитарную муфту, образованную отростками астроцитов, эпендимную глию и ее базальную мембрану, поверхностную и субэпендимальную глиальные мембраны, сосудистые сплетения желудочков мозга, элементы мягкой мозговой оболочки, арахноидальную оболочку, синусы твердой мозговой оболочки (Квитницкий-Рыжов Ю.Н., 1978; Макаров А.Ю., 1984; Малашхия Ю.А., 1986; Федоров В.П.

Похожие диссертации на Проницаемость гематоэнцефалического барьера для антибиотиков при нейроинфекциях и способы е# коррекции»

Оценка и способы коррекции кровопотери при липосакцииАгапов Константин Васильевич

Бинауральная синхронизация работы полушарий головного мозга как способ коррекции функционального состояния организма корабельных специалистовАсташко Сергей Эдуардович

Фармакологические способы коррекции двигательных нарушений при болезни Паркинсона (экспериментально-клиническое исследование)Катунина Елена Анатольевна

Особенности свободнорадикального окисления и жесткости сосудистой стенки у детей и подростков с ожирением, способы коррекции нарушений оксидативного статусаПолякова, Олеся Михайловна

Морфофункциональные изменения органов гомеостатического обеспечения при абиктиновой интоксикации и способы коррекцииЗайбель Ирина Александровна

Способы коррекции психоэмоционального состояния и болевой реакции пациентов при ортодонтическом леченииКиргизова Елена Соломоновна

Способы коррекции антиоксидантной защиты у больных ишемической болезнью сердца пожилого и старческого возрастаЯковлев Алексей Владимирович

Элементный статус подростков 15 — 18 лет с артериальной гипертонией и способы коррекции его нарушенийГришина Татьяна Романовна

Некоторые способы коррекции защитно-адаптационных реакций матери и плода при гипотонии беременныхФоминова Галина Владимировна

Объем клинических наблюдений

Клинические исследования проведены у 135 больных с гнойными бактериальными менингитами, менингоэнцефалитами, вентрикулитами находившимися на лечении в городской инфекционной больнице №30 им. СП. Боткина и в клинике нейрохирургии ВМедА в период с 1994 по 2001 год, которые были разделены на 2 группы.

— в первой (17 человек) антибиотик вводился внутривенно в дозировке 1,0 г. 4 раза в сутки.

— во второй (19 человека) осуществляли внутривенное введение цефазолина по 1,0 г. 4 раза в сутки в сочетании с интракаротидным введением препарата по 1,0 г. 1 раз в день. В комплекс патогенетической терапии был включен также 25% раствор сернокислой магнезии.

— в первую вошли 26 человек у которых в качестве этиотропного препарата применяли бензилпенициллин в дозировке по 3 млн. ЕД. внутримышечно через каждые 3 часа не менее 10-11 дней. Кроме того, в состав комплексной патогенетической терапии включали преднизолон, который вводили в среднесуточной дозировке 60 мг ежедневно в течение 2-3 дней.

— вторая состояла из 23 больных, в качестве препарата этиотропной терапии назначали цефтриаксон, который вводили в дозировке по 2,0 г. внутривенно через 12 часов не менее 10 дней, а в составе комплексной патогенетической терапии применяли преднизолон в среднесуточной дозировке 90 мг в течение 6-8 дней.

Распределение больных второй группы по полу и возрасту отображено в таблице 3. У больных 1 группы была исследована проницаемость через ГЭБ цефазо-лина в динамике на 1-е, 5-е и 10-е сутки от начала этиотропной терапии, а также возможность активной ее коррекции путем использования внутривенного и интракаротидного способов введения препарата, а также добавления в схему патогенетической терапии 25% раствора сернокислой магнезии.

У больных 2 группы изучено в сравнении проникновение через ГЭБ бензилпенициллина натриевой соли и цефтриаксона, исследована возможность управляемого влияния на проницаемость антибактериальных препаратов в ЦНС с помощью введения различных дозировок преднизолона, применявшегося в комплексной патогенетической терапии.

У всех пациентов проведен сравнительный анализ динамики и особенности течения гнойно-воспалительного процесса в зависимости от степени проникновения антибиотиков через ГЭБ. Определены концентрации антибактериальных препаратов в крови и ЦСЖ, установлены коэффициенты проницаемости барьера по альбумину, хлоридам и глюкозе в динамике на 1,4-5, 9-10, 19-21 сутки.

Всем больным проведено исследование неврологического статуса в динамике с подробным изучением менингеального симптомокомплекса с обязательным выполнением люмбальной пункции. У 9 больных первой группы ЦСЖ была получена посредством интравентрикулярной пункции. У всех пациентов выполнялся комплекс лабораторно-инструментальных диагностических исследований, включавший в себя общие и биохимические анализы крови, мочи, ликвора, бактериологическое исследование мазков крови, ликвора, отделяемому) из мозговой раны и из носоглотки, выделение и идентификация аэробных (факультативно-анаэробных) микроорганизмов, серологическое ти-пирование полученных штаммов микробов, изучение чувствительности выделенных бактерий к антибиотикам различных групп.

https://www.youtube.com/watch?v=ytadvertiseru

При необходимости выполняли рентгенографические методы исследования, эхоэнцефалографию, компьютерную томографию (КТ), электроэнцефалографию (ЭЭГ). Все исследованные в сравнении выборки больных были репрезентативны и полностью сопоставимы по срокам начала терапии, клиническим формам, тяжести заболевания, возрастным и половым особенностям.

Кроме того, нами на основании ретроспективного анализа 303 историй болезни больных с открытой черепно-мозговой травмой (ОЧМТ) и 1653 с плановыми интракраниальными оперативными вмешательствами находившимися на лечении в клинике нейрохирургии в период с 1996 по 2000 годы были изучены варианты течения, динамика клинико-лабораторных показателей гнойно-воспалительной патологии ЦНС.

У 137 пациентов с посттравматическими и послеоперационными гнойными бактериальными менингитами производили забор ликвора для выявления и идентификации возбудителей заболевания и определения спектра чувствительности к антибиотикам различных групп диско-диффузионным методом.

На основании собственных наблюдений и изучения историй болезни были проанализированы 279 случаев гнойных бактериальных менингитов и ме-нингоэнцефалитов у больных, находившихся на стационарном лечении в городской инфекционной больнице №30 им. СП. Боткина в период с 1994 по 1998 годы. Проведено микробиологическое и серологическое исследование образцов ликвора, плазмы крови, отделяемого из носоглотки с целью выявления возбудителей заболевания, типирования полученных штаммов, и исследования их антибиотикочувствительности.

Общая информация о гематоэнцефалическом барьере

Естественный заслон способствует защите ткани мозга от всевозможных инородных тел и ядовитых шлаков, которые проникли в кровь или образовались непосредственно в организме. Преграда задерживает компоненты, которые могут навредить очень чувствительным клеткам головного, а также спинного мозга.Функция ГЭБ – это установить некий щит, способствующий избирательной пропускаемости.

Естественный барьер на пути к тканям мозга пропускает одни вещества и является непроницаемым для иных. Правда, непроницаемость данной преграды относительна и зависит от здоровья человека, от длительности пребывания и концентрации различных веществ в его крови, от всякого рода внешних причин. Сам барьер состоит из различных анатомических компонентов. А они не только оберегают мозг, но и следят за его питанием, обеспечивают жизнедеятельность, выводят отработанные продукты.

Гематоэнцефалический барьер — безопасность метаболизма. Антибиотики проникающие через гематоэнцефалический барьер

ГЭБ является механизмом, который налаживает попадание имеющихся в крови полезных компонентов в спинномозговую жидкость и нервную ткань. Это не какая-то совокупность органов, а функциональная концепция. Большинство полезных веществ поступает в ткани мозга не через ликворные маршруты, а благодаря капиллярам.

Физиология человека

Мозговой барьер – это не отдельный орган тела, а совокупность различных анатомических составляющих. Эти составляющие исполняют роль преграды и обладают другими полезными свойствами. Мозговые капилляры – первые компоненты, входящие в структуру этого своеобразного преграждения.Главная задача мозговых капилляров – это доставка крови непосредственно к мозгу человека.

Мозговые капилляры – это своего рода первоначальная оборонительная линия. Для некоторых веществ она проходима, а для остальных – полупроницаема или совершенно непроходима. Структура капилляров, точнее, их внутренней прослойки такова, что разнообразные компоненты перемещаются из крови в ликвор сквозь щёлочки между клетками, а также сквозь тончайшие зоны этих клеток.

Причём стенки капилляров не обладают такими порами, как клетки иных органов. Эти элементы попросту нагромождаются друг на дружку. Места стыковок между ними заслонены специальными пластинами. Щёлочки между клетками слишком узенькие. Передвижение жидкости из капилляров в нервную ткань происходит сквозь их стенки.

Структура клеток капилляров имеет некоторые особенности. Клетки состоят из набора митохондрий, а это является признаком о происходящих в них энергетических процессах. В капиллярных клетках слишком мало вакуолей, в особенности в прилегающей к просвету капилляра стороне. Но на рубеже с нервной материей их количество намного выше.

Важную роль в реализации преграждающей задачи капилляров играет находящаяся под покровом эндотелиальных элементов очень стойкая мембрана с прослойкой гликокаликса. А составляющие эту прослойку компоненты создают своего рода сеть, которая является ещё одним преграждением для молекул разных компонентов.

Капилляры мозга имеют ферменты, которые снижают активность некоторых химических компонентов, перемещающихся из крови в ткань человеческого мозга.Но одних капилляров мало для осуществления заградительной задачи. Вторая черта преграждений располагается между капиллярами и нейронами. В этом месте природой создано переплетение астроцитов с их отростками и образование ещё одного защитного слоя – нейроглии.

Покрывается почти весь поверхностный слой мозговых капилляров благодаря присосковым ножкам астроцитов. Они также могут расширять просвет капилляра, или, наоборот, его уменьшать. С их помощью происходит питание нейронов. Присосковые ножки вытягивают из крови нужные нейронам питательные компоненты, а обратно выводят отработанные продукты.

Но естественная преграда состоит не только лишь из нейроглии. Препятствующими свойствами характеризуются обволакивающие мозг мягкие оболочки, а также сосудистые переплетения его боковых желудочков. Пропускаемость сосудистых переплетений, вернее, их капилляров, намного выше, чем мозговых капилляров. А щели между их клетками гораздо шире, но они замкнуты очень прочными контактами. Именно здесь и находится третья ступень ГЭБ.

Гематоэнцефалический барьер — безопасность метаболизма. Антибиотики проникающие через гематоэнцефалический барьер

Мозговой заслон не только бережёт мозг от посторонних и ядовитых компонентов, имеющихся в крови, но и стабилизирует состав питательной среды, в которой находятся нервные клетки.

Нужные для жизнедеятельности компоненты мозг получает благодаря присосковым ножкам клеток, а также через ликвор. В мозге имеются внеклеточные участки. А на дне микробороздок мозга есть мельчайшие проходы, которые открываются в межклеточные участки. Благодаря ним питательная жидкость прмщатся в мозг и служит питанием для нейронов.

Есть 2 способа питания мозга:• благодаря спинномозговой жидкости;• сквозь капиллярные стенки.

У здорового человека основным путём попадания компонентов в нервные ткани является гематогенный, а ликворный маршрут – дополнительный. Каким компонентам перемещаться в мозг, а каким нет, решает ГЭБ.

Головной мозг имеет вес, примерно равный 2% от массы всего тела. Потребление кислорода ЦНС находится в пределах 20% от общего объема, поступающего в организм. От прочих органов головной мозг отличается наименьшим запасом питательных соединений. При помощи только анаэробного гликолиза обеспечивать свои энергетические потребности нервные клетки не в состоянии.

При прекращении поступления крови в мозг через несколько секунд происходит потеря сознания, а спустя 10 минут гибнут нейроны. Физиология человека устроена таким образом, что энергетические потребности мозговых структур обеспечиваются благодаря активному транспорту питательных соединений и кислорода сквозь ГЭБ.

Нормальная деятельность мозга возможна только в условиях биохимического и электролитного гомеостаза. Колебания содержания кальция в крови, рН и прочих показателей не должны оказывать влияние на состояние ткани нервов. Она также должна быть защищена от проникновения нейромедиаторов, циркулирующих в крови и способных изменить активность нейронов.

В мозг не должны попадать чужеродные агенты: патогенные микроорганизмы и ксенобиотики. Особенности строения ГЭБ способствуют тому, что он является и иммунологическим препятствием, поскольку непроницаем для большого количества антител, микроорганизмов и лейкоцитов. Нарушения в гематоэнцефалическом барьере могут спровоцировать поражения ЦНС. Множество неврологических патологий косвенно либо напрямую связано с повреждением ГЭБ.

Строение и функции барьера

Именно от бесперебойной работы гематоэнцефалического барьера зависит наша жизнь. Ведь наш головной мозг потребляет пятую часть всего количества кислорода и глюкозы, и при этом его вес составляет не 20% всей массы тела, а около 2%, то есть потребление мозгом питательных веществ и кислорода в 10 раз выше среднего арифметического значения.

В отличие, например, от клеток печени, мозг работает только «на кислороде», и аэробный гликолиз – это единственный возможный вариант существования всех без исключения нейронов. В том случае, если в течение 10-12 секунд питание нейронов прекращается, то человек теряет сознание, а после остановки кровообращения, находясь в состоянии клинической смерти, шансы на полное восстановление функции мозга существуют только на протяжении 5 -6 минут.

Это время увеличивается при сильном охлаждении организма, но при нормальной температуре тела окончательная гибель мозга происходит через 8-10 минут, поэтому только интенсивная деятельность ГЭБ позволяет нам быть «в форме».

Известно, что многие неврологические заболевания развиваются только вследствие того, что нарушена проницаемость гематоэнцефалического барьера, в сторону его повышения.

Мы не будем подробно вдаваться в гистологию и биохимию структур, составляющих барьер. Отметим только лишь, что строение гематоэнцефалического барьера включает в себя особую структуру капилляров. Известны следующие особенности, приводящие к появлению барьера:

  • плотные контакты между эндотелиальными клетками, выстилающими капилляры изнутри.

Гематоэнцефалический барьер — безопасность метаболизма. Антибиотики проникающие через гематоэнцефалический барьер

В других органах и тканях эндотелий капилляров выполнен «небрежно», и между клетками есть большие промежутки, через которые происходит свободный обмен тканевой жидкостью с периваскулярным пространством. Там, где капилляры формируют гематоэнцефалический барьер, клетки эндотелия расположены очень плотно, и герметичность не нарушается;

  • энергетические станции – митохондрии в капиллярах превышает физиологическую потребность в таковых в других местах, поскольку гематоэнцефалический барьер требует больших затрат энергии;
  • высота клеток эндотелия существенно ниже, чем в сосудах другой локализации, а количество транспортных ферментов в цитоплазме клетки значительно выше. Это позволяет отвести большую роль трансмембранному цитоплазматическому транспорту;
  • эндотелий сосудов в своей глубине содержит плотную, скелетообразующую базальную мембрану, к которой снаружи прилегают отростки астроцитов;

Кроме особенностей эндотелия, снаружи от капилляров существуют особые вспомогательные клетки – перициты. Что такое перицит? Это клетка, которая может снаружи регулировать просвет капилляра, а при необходимости может обладать функциями макрофага, к захвату и уничтожению вредных клеток.

Поэтому, еще не дойдя до нейронов, мы можем отметить две линии защиты гематоэнцефалического барьера: первая – это плотные соединения эндотелиоцитов и активный транспорт, а вторая – это макрофагальная активность перицитов.

Далее гематоэнцефалический барьер включает в себя большое количество астроцитов, которые и составляют наибольшую массу этой гистогематической преграды. Это небольшие клетки, которые окружают нейроны, и, по определению их роли, умеют «почти всё».

Они постоянно обмениваются веществами с эндотелием, контролируют сохранность плотных контактов, активность перицитов и просвет капилляров. Кроме того, головному мозгу нужен холестерин, но он не может проникнуть из крови ни в ликвор, ни пройти сквозь гематоэнцефалический барьер. Поэтому астроциты берут на себя его синтез, помимо основных функций.

Кстати, одним из факторов патогенеза рассеянного склероза является нарушение миелинизации дендритов и аксонов. А для образования миелина нужен холестерин. Поэтому роль дисфункции ГЭБ в развитии демиелинизирующих заболеваний является установленной, и в последнее время изучается.

А есть ли такие места в центральной нервной системе, где не существует гематоэнцефалического барьера? Казалось бы, это невозможно: столько трудов было приложено к тому, чтобы создать несколько уровней защиты от внешних вредных веществ. Но, оказывается, в некоторых местах ГЭБ не составляет единую «стену» защиты, а нем имеются отверстия.

https://www.youtube.com/watch?v=ytpolicyandsafetyru

Существует и другая зона, свободная от ГЭБ, которая находится в районе ромбовидной ямки или дна 4 желудочка головного мозга. Там находится рвотный центр. Известно, что рвота может возникать не только вследствие механического раздражения задней стенки глотки, но и при наличии токсинов, попавших в кровь. Поэтому именно в этой области и существуют особые нейроны, которые постоянно производят «мониторинг» качества крови на наличие вредных веществ.

Как только их концентрация достигнет определенной величины, эти нейроны активируются, вызывая чувство тошноты, а затем и рвоту. Справедливости ради нужно сказать, что не всегда рвота связана с концентрацией вредных веществ. Иногда, при значительном повышении внутричерепного давления (при гидроцефалии, менингитах) рвотный центр активируется вследствие прямого избыточного давления при развитии синдрома внутричерепной гипертензии. Поэтому развивается так называемая центральная, или мозговая рвота, которая может наступить внезапно, и без всяких признаков тошноты.

Гематоэнцефалический барьер и его функции могут страдать при многих заболеваниях. Конечно, классическим примером служат инфекции, при которых токсины и бактериальные антигены могут поражать барьер и повышать его проницаемость. Например, это происходит при менингитах и энцефалитах, когда возбудитель определяется в ликворе и на оболочках головного мозга.

Но в этом есть и положительный момент: после нарушения функции барьера сквозь него могут проникать антибактериальные препараты, которые в норме совсем не могут через него проникнуть, и, благодаря этому факту, антибиотики, проникающие через барьер, позволяют эффективно справиться с инфекцией.

Часто нарушается проницаемость при развитии миелинизации – рассеянном склерозе, остром рассеянном энцефаломиелите. Медленно, но неуклонно разрушение функции барьера происходит при сахарном диабете. Чем дольше время заболевания, и чем выше уровень гликемии, тем больше нарушается барьерная функция. При этом не так страшно возникновение гипогликемии, которая, хоть и является испытанием голодом для нейронов, быстро заканчивается и не успевает навредить.

Гипергликемия гораздо страшнее, поскольку она может вызвать поражение нервной системы на различных уровнях, например, полинейропатия по типу «носков» и «перчаток» также может развиться при наличии сахарного диабета.

Гематоэнцефалический барьер — безопасность метаболизма. Антибиотики проникающие через гематоэнцефалический барьер

При ишемическом и геморрагическом инсульте также происходит очаговое нарушение барьера, соответствующее развитию перифокальной зоны некроза. Различные опухоли, которые вызывают отек вещества мозга и его компрессию, также способствуют повышению проницаемости сосудов головного мозга.

В заключение нужно сказать, что такой гистогематический барьер, как ГЭБ, является одним из самых совершенных в организме. Он имеет несколько уровней защиты, снабжается энергией в 10 раз лучше, чем обычные зоны капиллярного газообмена, и позволяет сохранять гомеостаз центральной нервной системы, что дает ей возможность полностью сосредоточиться на управлении витальными функциями и на высшей нервной деятельности.

Использование свойств ГЭБ в фармакологии

Современные эффективные медикаменты разрабатываются с учетом проницаемости гематоэнцефалического барьера. К примеру, фармпромышленность выпускает синтетические анальгетики на основе морфина. Но в отличие от него препараты не проходят сквозь ГЭБ. Благодаря этому медикаменты эффективно избавляют от боли, не делая при этом пациента морфинозависимым.

Существуют различные антибиотики, проникающие через гематоэнцефалический барьер. Многие из них считаются незаменимыми при лечении тех или иных инфекционных патологий. При этом необходимо помнить, что передозировка препаратами может спровоцировать серьезные осложнения – паралич и гибель нервов. В связи с этим специалисты крайне не рекомендуют самолечение антибиотиками.

Механизмы прохождения сквозь ГЭБ

Основных путей преодоления барьера существует два:

  • Гематогенный (главный). В этом случае вещества проходят с током крови сквозь капиллярные стенки.
  • Ликворный (дополнительный). В этом случае проникновение веществ осуществляется совместно с цереброспинальной жидкостью. Ликворный путь выступает в качестве промежуточного звена между глиальной (нервной) клеткой и кровью.гематоэнцефалический барьер что это такое

Легче всего сквозь гематоэнцефалический барьер проникнуть молекулам небольшого размера (кислороду, например) либо элементам, легко растворимым в липидных мембранных компонентах, располагающихся в глиальных клетках (этанол, к примеру). За счет использования высокоспециализированных механизмов для преодоления гематоэнцефалического барьера через него проникают грибки, бактерии, вирусы. К примеру, возбудители герпеса проходят через нервные клетки слабого организма и попадают в ЦНС.

Формирование

До конца ХХ века существовало мнение, что у новорожденных и эмбриона гематоэнцефалический барьер и его функции не развиты в полной мере. Такое достаточно широко распространенное мнение было обусловлено несколькими неудачными опытами. В ходе экспериментов эмбрионам и взрослым животным вводились красители, связанные с белками, или прочие маркеры.

Первые такие опыты были проведены в 1920 году. Вводимые эмбрионам маркеры распространялись по ткани головного и жидкости спинного мозга. У взрослых животных этого не наблюдалось. В процессе проведения экспериментов были допущены некоторые ошибки. В частности, в одних опытах использовался слишком большой объем красителя, в других – было повышено осмотическое давление.

https://www.youtube.com/watch?v=upload

В результате этого происходило частичное повреждение в сосудистой стенке, вследствие чего маркер распространялся по ткани мозга. При правильной постановке опыта прохождения сквозь гематоэнцефалический барьер не отмечалось. В крови эмбриона в большом объеме присутствуют молекулы таких соединений, как трансферрин, альфа1-фетопротеин, альбумин.

Оцените статью
Все про антибиотики
Adblock detector